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海淀区2023—2024学年第二学期期末练习（二模）
物理
满分：58分
考生须知
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一、选择题
本部分共14题。
1．下列核反应方程中，属于核裂变的是
2．下列关于光的现象说法正确的是
3．关于热现象，下列说法正确的是
4．位于坐标原点的质点从t=0时开始沿y轴振动，形成一列沿x轴传播的简谐波，t=0.5s时的波形如图1所示，此时x=0处的质点位于波峰位置。图2中能正确描述x=2m处质点振动的图像是
5．某同学用如图所示的装置探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系，下列说法正确的是
6．如图所示，一物体在与水平方向夹角为θ的恒定拉力F作用下以速度v做匀速直线运动。已知物体质量为m，物体和桌面之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。在物体运动时间为t的过程中，下列说法正确的是
7．地球同步卫星的发射过程可以简化如下：卫星先在近地圆形轨道Ⅰ上运动，在点A时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入同步轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动。设卫星质量保持不变，下列说法中正确的是
8．如图1所示为演示自感现象的实验电路。实验时，先闭合开关S，电路达到稳定后，灯泡A和B处于正常发光状态，在t₀时刻，将开关S断开，测量得到t₀时刻前后流过某一灯泡的电流I随时间t的变化关系如图2所示。电源内阻及电感线圈L的直流电阻可忽略不计。下列说法正确的是
9．地球表面与大气电离层都是良导体，两者与其间的空气介质可视为一个大电容器，这个电容器储存的电荷量大致稳定，约为5×10⁵C，其间的电场，称为大气电场。设大地电势为零，晴天的大气电场中，不同高度h处的电势φ的变化规律如图所示，不考虑水平方向电场的影响。根据以上信息，下列说法正确的是
10．如图1所示，两根足够长的平行金属导轨位于水平的xOy平面内，导轨与x轴平行，左端接有电阻R。在x>0的一侧存在竖直向下的磁场，磁感应强度B随空间均匀变化，满足B=B₀+kx（k>0且为定值）。一金属杆与导轨垂直放置，且接触良好，在外力作用下沿x轴正方向匀速运动。t=0时金属杆位于x=0处，不计导轨和金属杆的电阻。图2中关于金属杆两端的电压U和所受安培力F大小的图像正确的是
11．如图所示为某静电除尘装置的简化原理图，两块平行带电极板间为除尘空间。质量为m，电荷量为-q的带电尘埃分布均匀，均以沿板方向的速率v射入除尘空间，当其碰到下极板时，所带电荷立即被中和，同时尘埃被收集。调整两极板间的电压可以改变除尘率η（相同时间内被收集尘埃的数量与进入除尘空间尘埃的数量之百分比）。当两极板间电压为U₀时，η=80%。不计空气阻力、尘埃的重力及尘埃之间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法正确的是
12．如图所示，一个沙漏沿水平方向以速度v做匀速直线运动，沿途连续漏出沙子，单位时间内漏出的沙子质量恒定为Q，出沙口距水平地面的高度为H。忽略沙子漏出瞬间相对沙漏的初速度，沙子落到地面后立即停止，不计空气阻力，已知重力加速度为g。在已有沙子落地后的任意时刻，下列说法正确的是
13．如图1所示，某同学在表面平坦的雪坡下滑，不借助雪杖，能一直保持固定姿态加速滑行到坡底。该同学下滑情境可简化为图2，雪坡倾角为α，人可视为质点，图中用小物块表示，下滑过程中某一时刻滑行的速度v的方向与雪坡上所经位置的水平线夹角为β（β<90），已知该同学和滑雪装备的总质量为m，滑雪板与雪坡之间的动摩擦因数为µ，重力加速度为g，不计空气阻力。关于该下滑过程，下列说法正确的是
14．类比是研究问题的常用方法。与电路类比就可以得到关于“磁路”（磁感线的通路）的一些基本概念和公式。在电路中可以靠电动势来维持电流，在磁路中靠“磁动势”来维持铁芯中的磁场，如图1所示，磁动势Em=NI，其中N为线圈的匝数，I为通过线圈中的电流。类比闭合电路的欧姆定律，磁路也存在闭合磁路的欧姆定律Em=ΦRm，其中Φ为磁通量，Rm被称为磁阻，磁阻所满足的磁阻定律与电阻定律具有相同的形式，磁阻率可类比电阻率，磁路的串、并联规律可类比电路的串、并联规律。结合以上关于磁路的信息以及你所学过的知识，下列说法不正确的是
二、非选择题
本部分共6题。
15．
【答案】（1）9.15或9.20
（2）① m₁x₂= m₁x₁+ m₂x₃ ② 根据动量守恒定律有 m₁v₂= m₁v₁+ m₂v₃ 若机械能守恒，有 解得 v₂=v₃-v₁，有 x₂=x₃-x₁，即 题目中，可知两球碰撞过程机械能不守恒
（2）① m₁x₂= m₁x₁+ m₂x₃ ② 根据动量守恒定律有 m₁v₂= m₁v₁+ m₂v₃ 若机械能守恒，有 解得 v₂=v₃-v₁，有 x₂=x₃-x₁，即 题目中，可知两球碰撞过程机械能不守恒
【详解】待补
16．某同学用图1所示装置测定当地重力加速度。
【答案】（1）AB
（2）
（3）① ② 等于
（4）B
（2）
（3）① ② 等于
（4）B
【详解】待补
17．如图所示，不可伸长的轻绳一端固定在距离水平地面高为h的O点，另一端系有质量为m，可视为质点的小球，将小球从与O等高的A点由静止释放，小球在竖直平面内以O点为圆心做半径为r的圆周运动。当小球运动到最低点B时，绳恰好被拉断，小球水平飞出。不计空气阻力及绳断时的能量损失，重力加速度为g。求：
【详解】（1）根据动能定理有 解得小球飞出时的速率
（2）设绳对小球的拉力为T ，依据牛顿第二定律有，T=3mg
根据牛顿第三定律，绳受到的拉力大小Fm=T=3mg
（3）设平抛运动的时间为t，则
解得
抛出的水平距离
（2）设绳对小球的拉力为T ，依据牛顿第二定律有，T=3mg
根据牛顿第三定律，绳受到的拉力大小Fm=T=3mg
（3）设平抛运动的时间为t，则
解得
抛出的水平距离
18．如图所示，宽为L的固定光滑平行金属导轨与水平面成α角，金属杆ab水平放置在导轨上，且与导轨垂直，处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。电源电动势为E，当电阻箱接入电路的阻值为R₀时，金属杆恰好保持静止。不计电源内阻、导轨和金属杆的电阻，重力加速度为g。
【详解】（1）电路中的电流，金属杆受到的安培力
（2）金属杆受力平衡，有 ，解得
（3）当磁感应强度垂直斜面向上时，安培力最小，电路中的电流最小
依据平衡条件有
，解得
（2）金属杆受力平衡，有 ，解得
（3）当磁感应强度垂直斜面向上时，安培力最小，电路中的电流最小
依据平衡条件有
，解得
19．热气球的飞行原理是通过改变热气球内气体的温度以改变热气球内气体的质量，从而控制热气球的升降，可认为热气球在空中运动过程中体积及形状保持不变。 设热气球在体积、形状不变的条件下受到的空气阻力f=kv²，其方向与热气球相对空气的速度v相反，k为已知常量。已知热气球的质量（含载重及热气球内的热空气）为m时，可悬浮在无风的空中，重力加速度为g。不考虑热气球所处环境中空气密度的变化。
【详解】（1）
（2）① 热气球在无风空中悬浮时，有F浮 = mg
设热气球在水平气流中平衡时水平方向速度为vx、竖直方向速度为vy。
水平方向有 vx = v₀
竖直方向，依据平衡有 F浮+ kvy² =1.1mg
解得
热气球平衡时的速率
对热气球下降过程，依据动能定理有
解得空气对热气球做功
②热气球再次平衡后
水平方向v′x =0
竖直方向
设空气对气球在水平方向的冲量为Ix，竖直方向的冲量大小为Iy
由动量定理，水平方向 Ix = 0-1.1m v₀
竖直方向 Iy-1.1mgt=0
空气对气球冲量大小
（2）① 热气球在无风空中悬浮时，有F浮 = mg
设热气球在水平气流中平衡时水平方向速度为vx、竖直方向速度为vy。
水平方向有 vx = v₀
竖直方向，依据平衡有 F浮+ kvy² =1.1mg
解得
热气球平衡时的速率
对热气球下降过程，依据动能定理有
解得空气对热气球做功
②热气球再次平衡后
水平方向v′x =0
竖直方向
设空气对气球在水平方向的冲量为Ix，竖直方向的冲量大小为Iy
由动量定理，水平方向 Ix = 0-1.1m v₀
竖直方向 Iy-1.1mgt=0
空气对气球冲量大小
20．分析电路中的电势变化是研究电路规律的重要方法。比如闭合电路欧姆定律可以通过分析电势的变化得出：在电源内部，电流I从负极流向正极，非静电力的作用使电势升高E（电动势），电流流过电源内阻r时电势降低Ir，因此电源两端电压U=E-Ir。
【详解】（1）①路端电压UAK=E-Ir，带入数据得 E=50V
②由法拉第电磁感应定律，得=0.5Wb/s
（2）设电路中的电流为I，金属棒中电流从c到d
非静电力（洛伦兹力）做负功，电势降低BLv
静电力做正功，电势降低IR
金属棒cd两端的电势差 Ucd=IR+BLv
物体匀速上升，有BIL=mg
解得 Ucd=
（3）设f、g间的电阻为R，通过金属薄片的电流为I
金属薄片上e、g两点的电势差
磁场方向、通过金属薄片中的电流方向如题中图3所示时，金属片薄上表面的电势低，可得
仅磁场方向反向时，金属片上表面的电势高，同理可得
解得霍尔电压 UH=
②由法拉第电磁感应定律，得=0.5Wb/s
（2）设电路中的电流为I，金属棒中电流从c到d
非静电力（洛伦兹力）做负功，电势降低BLv
静电力做正功，电势降低IR
金属棒cd两端的电势差 Ucd=IR+BLv
物体匀速上升，有BIL=mg
解得 Ucd=
（3）设f、g间的电阻为R，通过金属薄片的电流为I
金属薄片上e、g两点的电势差
磁场方向、通过金属薄片中的电流方向如题中图3所示时，金属片薄上表面的电势低，可得
仅磁场方向反向时，金属片上表面的电势高，同理可得
解得霍尔电压 UH=